Apabila transistor terus diperkecilkan, saluran yang melaluinya mengalirkan arus menjadi semakin sempit, memerlukan penggunaan berterusan bahan mobiliti elektron tinggi. Bahan dua dimensi seperti molibdenum disulfida sesuai untuk mobiliti elektron yang tinggi, tetapi apabila disambungkan dengan wayar logam, halangan Schottky terbentuk pada antara muka sentuhan, fenomena yang menghalang aliran cas.
Pada Mei 2021, pasukan penyelidikan bersama yang diketuai oleh Institut Teknologi Massachusetts dan disertai oleh TSMC dan yang lain mengesahkan bahawa penggunaan bismut separa logam digabungkan dengan susunan yang betul antara kedua-dua bahan boleh mengurangkan rintangan sentuhan antara wayar dan peranti. , dengan itu menghapuskan masalah ini. , membantu mencapai cabaran menakutkan semikonduktor di bawah 1 nanometer.
Pasukan MIT mendapati bahawa menggabungkan elektrod dengan bismut semimetal pada bahan dua dimensi boleh mengurangkan rintangan dan meningkatkan arus penghantaran. Jabatan penyelidikan teknikal TSMC kemudiannya mengoptimumkan proses pemendapan bismut. Akhirnya, pasukan Universiti Taiwan Kebangsaan menggunakan "sistem litografi rasuk ion helium" untuk berjaya mengurangkan saluran komponen kepada saiz nanometer.
Selepas menggunakan bismut sebagai struktur utama elektrod sentuhan, prestasi transistor bahan dua dimensi bukan sahaja setanding dengan semikonduktor berasaskan silikon, tetapi juga serasi dengan teknologi proses berasaskan silikon arus perdana, yang akan membantu untuk menerobos had Undang-undang Moore pada masa hadapan. Kejayaan teknologi ini akan menyelesaikan masalah utama semikonduktor dua dimensi yang memasuki industri dan merupakan tonggak penting untuk litar bersepadu untuk terus maju dalam era pasca Moore.
Di samping itu, menggunakan sains bahan pengiraan untuk membangunkan algoritma baharu untuk mempercepatkan penemuan lebih banyak bahan baharu juga merupakan tempat yang hangat dalam pembangunan bahan semasa. Sebagai contoh, pada Januari 2021, Makmal Ames Jabatan Tenaga AS menerbitkan artikel tentang algoritma "Carian Cuckoo" dalam jurnal "Sains Pengkomputeran Asli". Algoritma baharu ini boleh mencari aloi entropi tinggi. masa dari minggu ke saat. Algoritma pembelajaran mesin yang dibangunkan oleh Sandia National Laboratory di Amerika Syarikat adalah 40,000 kali lebih pantas daripada kaedah biasa, memendekkan kitaran reka bentuk teknologi bahan hampir setahun. Pada April 2021, penyelidik di Universiti Liverpool di United Kingdom membangunkan robot yang boleh mereka bentuk laluan tindak balas kimia secara bebas dalam masa 8 hari, menyelesaikan 688 eksperimen dan mencari pemangkin yang cekap untuk meningkatkan prestasi fotomangkin polimer.
Ia mengambil masa berbulan-bulan untuk melakukannya secara manual. Universiti Osaka, Jepun, menggunakan 1,200 bahan sel fotovoltaik sebagai pangkalan data latihan, mengkaji hubungan antara struktur bahan polimer dan aruhan fotoelektrik melalui algoritma pembelajaran mesin, dan berjaya menyaring struktur sebatian dengan aplikasi yang berpotensi dalam masa 1 minit. Kaedah tradisional memerlukan 5 hingga 6 tahun.
Masa siaran: 11 Ogos 2022